Alótropos de hierro
El hierro se usa para fabricar acero, ollas de hierro fundido, herramientas y muchas otras cosas a tu alrededor. El hierro se puede utilizar en tantas aplicaciones diferentes mediante el uso de sus diferentes alótropos. Hay 4 alótropos de hierro:
- Alfa
- Gama
- Delta
- Épsilon
De estos, el hierro alfa, gamma y delta se encuentran todos a presión atmosférica, mientras que épsilon solo se encuentra a altas presiones.
Hierro Alfa
El hierro alfa es un alótropo cúbico centrado en el cuerpo que se forma cuando el hierro fundido se enfría a 912 ° C. Solo es capaz de disolver pequeñas concentraciones de carbono. Dado que el acero es una aleación de hierro y carbono, el acero que está hecho de hierro alfa es un acero con bajo contenido de carbono. Este tipo de acero es dúctil (la forma se puede manipular) y se utiliza en alambres. El hierro alfa contiene el volumen más alto y es el menos denso de los tres alótropos atmosféricos.
Si el hierro se enfría por debajo de 770 ° C, se magnetiza (por lo que es magnético). El primer metal magnético usado y descubierto fue el hierro, por lo que es el metal que se usó en las brújulas.
Mencionamos que el hierro alfa es un alótropo cúbico centrado en el cuerpo. ¿Qué significa esto? Esto se refiere a la forma que se forma el hierro cuando los átomos se ordenan. Una forma cúbica centrada en el cuerpo es aquella en la que formamos un cubo de átomos de hierro que rodean un solo átomo de hierro en el centro del cubo.
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El hierro alfa también es la forma de hierro más estable que se encuentra a temperatura ambiente. Esto significa que la mayor parte del hierro que se extrae o se encuentra naturalmente, estaría en forma de hierro alfa.
Hierro gamma
El hierro gamma es un alótropo cúbico centrado en las caras que se forma cuando el hierro fundido se enfría a 1394 ° C. Esta forma tiene el volumen más bajo y es la más densa.
El acero probablemente se fabricó accidentalmente al principio, y el carbón proveniente de las brasas del fuego se utilizó para fundir el hierro. Hoy podemos controlar cuánto carbono se disuelve en el hierro, cambiando la resistencia y ductilidad del acero. El hierro gamma puede disolver la mayor cantidad de carbono, formando así los aceros con alto contenido de carbono y el hierro fundido.
Los aceros con alto contenido de carbono también suelen contener otros compuestos con la aleación, como el manganeso. Estos se utilizan por su fuerza.
La estructura cristalina cúbica centrada en las caras tiene un cubo de átomos de hierro conectados entre sí y hay átomos de hierro en cada cara del cubo conectados entre sí.
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Delta de hierro
El hierro delta se forma cuando el hierro fundido se solidifica a 1538 ° C. También tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo (como el hierro alfa). Puede disolver un poco más de carbono que el hierro alfa y es un poco más denso. Se utiliza a menudo en cubiertos e instrumentos quirúrgicos.
Dado que el delta y el hierro alfa tienen estructuras similares, tienen aplicaciones similares. Excepto que el hierro delta no se magnetiza.
Hierro Epsilon
El hierro épsilon se forma a altas presiones, como en el centro de la tierra. Los científicos creen que alrededor de 1/3 de la masa de la Tierra es hierro, la mayor parte se encuentra en el centro de la Tierra. Forma una estructura cristalina hexagonal compacta. Esto significa que 6 átomos de hierro forman un hexágono con un séptimo átomo de hierro en el centro, estos se apilarán uno encima del otro.
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Resumen de la lección
El hierro puede formar cuatro alótropos diferentes dependiendo de la temperatura a la que se deja enfriar cuando se forma la estructura cristalina. Estos alótropos son:
- Alfa (cuando se enfría a 912 ° C), una estructura cúbica centrada en el cuerpo
- Gamma (cuando se enfría a 1394 ° C), una estructura cúbica centrada en la cara
- Delta (cuando se enfría a 1538 ° C), una estructura cúbica centrada en el cuerpo
- Epsilon (a altas presiones), una estructura hexagonal compacta
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- Medio ambiente y Ecología
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